风机该设备即将出现故障或已出现轻微故障；若超出阀值，则说明风机该设备已出现故障；所述预警与报警模块3-4，当所述数据对比模块判断风机某设备即将出现故障或已经出现故障时，发出预警或报警信息，提醒工作人员进行相应检修操作。
[0023]本实施例所述预警与报警模块3-4是采用蜂鸣提示音、黄色与红色指示灯闪烁、显示设备弹窗或警报图标闪烁的方式进行预警或报警。
[0024]本实施例所述PI数据库服务器3还包括提供一定的设备控制能力的交互式控制模块3-5和提供多种数据传输接口进行通讯的数据传输接口 3-6。所述交互式控制模块3-5在工作人员的指令下可以控制设备停机或测试，在紧急情况下也可根据程序自主对设备进行控制；所述数据传输接口 3-6通过磁盘拷贝、以太网或无线传输的方式将控制站的监控数据传输给其他控制站或远程监控中心。
[0025]本实施例所述显示设备4采用具有交互功能的触摸屏。
[0026]本实施例所述信号采集模块I包括多种通过直接测量或间接测量处理后得到原始信号1-2的传感器1-1，所述传感器1-1安装在风机重要设备上；所述传感器1-1包括:用于测量叶轮、齿轮箱、发电机等转速的转速传感器1-1-1，用于测量风机塔筒、齿轮箱中轴、轴承、齿轮以及发电机转轴的径向与轴向振动信号的振动传感器1-1-2，用于测量齿轮箱油温、高速轴承温度、发电机温度和机组环境温度的温度传感器1-1-3，用于检测齿轮箱中轴、轴承、齿轮转动时产生的声发射信号的噪声传感器1-1-4，用于测量发电机电流、电压等电参数的功率传感器1-1-5。本实用新型所述原始信号1-2包括转速信号1-2-1、振动信号1-2-2、油温1-2-3、振动噪声1-2-4和电流、电压等电参数1_2_5，分别由所述传感器1_1的各类传感器通过直接测量或间接测量处理后得到。由于不同转速下故障特征的表现形式、幅值有差异，得到的转速信号1-2-1可作为故障诊断的重要参考数据；振动信号1-2-2是目前故障诊断使用最多、技术较成熟的分析信号；振动噪声1-2-4是一种新兴的故障检测手段；电流、电压等电参数也是诊断故障的重要手段。采用多种传感器1-1测量不同类型的数据，综合诊断故障，相互校验，诊断成功率更高。
[0027]本实施例所述振动传感器1-1-2选用速度传感器和加速度传感器。
[0028]本实施例所述数据传输模块2包括负责风机信号采集的整体协调控制的DSP2-3，所述DSP2-3的输入端上依次连接有将采集到的原始信号1-2转化为数字信号的A/D转换器2-2、用于对采集到的所述原始信号1-2进行处理的适配电路2-1 ;所述DSP2-3上的输出端依次连接有通过无线传输协议将各类信号从风机发送给控制站的无线发送模块2-4、控制站通过无线传输协议从风机接收各类信号的无线接收模块2-5，所述无线接收模块2-5设置在控制站内。每台风机的数据采集由一个DSP2-3管理，通过无线传输的方式发送到控制站，解决了机组较多时采用有线通信无法保证数据传输质量的问题。
[0029]本实施例所述无线发送模块2-4和所述无线接收模块2-5均采用IEEE 802.16d无线传输协议。
[0030]本实用新型的信号采集模块1，用于采集风电场齿轮箱、发电机等设备的实时数据，是故障诊断的原始数据；数据传输模块2，用于将信号采集模块采集到的原始数据经放大、滤波等处理后，由模拟量转化为数字量，经无线网络协议从风机传输到控制站；PI数据库服务器3，用于存储、分析、管理数据，提取风机设备的故障特征，与故障阀值比对，判断风机设备是否即将出现故障或已经出现故障，发现故障预兆或故障后发出预警或报警，并配合工作人员对风机进行停机维护等交互式控制，带有数据传输接口，可通过有线或无线的方式将数据共享给其他控制站或远程监控中心；显示设备4，采用触摸屏，具有交互功能，用于实时监控数据、故障信息、预警或报警信息的显示，提供历史数据查询、设备状态显示等功能，显示方式包括曲线图、报表、饼图、柱图等。
【主权项】
1.一种基于PI数据库的风电场故障监控系统，包括用于采集风电场齿轮箱、发电机等设备的原始信号的信号采集模块，所述信号采集模块与用于将其采集到的原始信号处理后传输到控制站的数据传输模块连接，所述数据传输模块与控制站无线通讯连接，其特征在于:所述控制站内设置有用于存储、分析、管理数据并根据数据诊断风机设备是否出现故障的PI数据库服务器；所述PI数据库服务器与实时显示各种信息的显示设备连接。2.如权利要求1所述的一种基于PI数据库的风电场故障监控系统，其特征在于:所述PI数据库服务器包括存储控制站接收到的各类信号数据并记录故障信息和诊断信息的数据存储模块、从原始信号中提取信号特征的数据处理模块、将信号特征与故障特征阀值比对后输出相应故障信号的数据对比模块、当所述数据对比模块判断风机某设备即将出现故障或已经出现故障时发出预警或报警信息的预警与报警模块。3.如权利要求2所述的一种基于PI数据库的风电场故障监控系统，其特征在于:所述预警与报警模块是采用蜂鸣提示音、黄色与红色指示灯闪烁、显示设备弹窗或警报图标闪烁的方式进行预警或报警。4.如权利要求2所述的一种基于PI数据库的风电场故障监控系统，其特征在于:所述PI数据库服务器还包括提供一定的设备控制能力的交互式控制模块和提供多种数据传输接口进行通讯的数据传输接口。5.如权利要求1所述的一种基于PI数据库的风电场故障监控系统，其特征在于:所述显示设备采用具有交互功能的触摸屏。6.如权利要求1所述的一种基于PI数据库的风电场故障监控系统，其特征在于:所述信号采集模块包括多种通过直接测量或间接测量处理后得到原始信号的传感器，所述传感器安装在风机重要设备上；所述传感器包括:用于测量叶轮、齿轮箱、发电机等转速的转速传感器，用于测量风机塔筒、齿轮箱中轴、轴承、齿轮以及发电机转轴的径向与轴向振动信号的振动传感器，用于测量齿轮箱油温、高速轴承温度、发电机温度和机组环境温度的温度传感器，用于检测齿轮箱中轴、轴承、齿轮转动时产生的声发射信号的噪声传感器，用于测量发电机电流、电压等电参数的功率传感器。7.如权利要求6所述的一种基于PI数据库的风电场故障监控系统，其特征在于:所述振动传感器选用速度传感器和加速度传感器。8.如权利要求1所述的一种基于PI数据库的风电场故障监控系统，其特征在于:所述数据传输模块包括负责风机信号采集的整体协调控制的DSP，所述DSP的输入端上依次连接有将采集到的原始信号转化为数字信号的A/D转换器、用于对采集到的所述原始信号进行处理的适配电路；所述DSP上的输出端依次连接有通过无线传输协议将各类信号从风机发送给控制站的无线发送模块、控制站通过无线传输协议从风机接收各类信号的无线接收模块，所述无线接收模块设置在控制站内。9.如权利要求8所述的一种基于PI数据库的风电场故障监控系统，其特征在于:所述无线发送模块和所述无线接收模块均采用IEEE 802.16d无线传输协议。
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于PI数据库的风电场故障监控系统，包括用于采集风电场齿轮箱、发电机等设备的原始信号的信号采集模块，所述信号采集模块与用于将其采集到的原始信号处理后传输到控制站的数据传输模块连接，所述数据传输模块与控制站无线通讯连接，所述控制站内设置有用于存储、分析、管理数据并根据数据诊断风机设备是否出现故障的PI数据库服务器；所述PI数据库服务器与实时显示各种信息的显示设备连接。本实用新型采用基于C/S结构的PI数据库服务器来存储数据，一来加大数据存储空间，二来提高数据采集效率和读取速度，满足风电场监控系统实时、高频、海量存储的要求，避免了关系数据库的弊端。
【IPC分类】G06F17/30, G06Q50/06
【公开号】CN204856610
【申请号】CN201520620217
【发明人】叶钱, 庞亮, 楼勇, 夏贞勇, 胡立峰, 陈安军, 施海仙
【申请人】浙江省建设工程质量检验站有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月18日